Laminados de fibra de curauá/ epóxi obtidos a partir de pré-impregnados

Abstract

Nos últimos anos as fibras vegetais surgiram como excelentes substitutas de muitos materiais convencionais em diversas aplicações, como por exemplo em compósitos, visto que, podem fornecer boas propriedades mecânicas em relação à resistência por peso de material, assim como alta capacidade de reciclagem e baixo custo. Métodos convencionais para obtenção de compósitos com fibras sintéticas podem ser também aplicados a fibras vegetais, o que pode acarretar em maior aplicação desses materiais. Deste modo, o objetivo deste trabalho é obter laminados a partir de pré-impregnados de epóxi/ fibras de curauá e estudar seu comportamento mecânico, térmico e morfológico. A fim de determinar o melhor método para obtenção dos pré-impregnados, um planejamento fatorial foi adotado, avaliando os efeitos dos fatores como agente de cura, tipo de tratamento e concentração de fibras. Após a definição desses parâmetros, tratamentos alcalinos com soluções de KOH e NaOH foram aplicados às fibras de curauá para melhorar sua interface com a matriz polimérica. Mantas produzidas com as fibras ordenadas de forma justaposta e descontínua foram impregnadas com a solução da matriz por meio de um processo de laminação manual com o auxílio de rolo cilíndrico, seguidos de cura parcial em temperatura ambiente por 24 h, em seguida, foram armazenados em um refrigerador a -18 °C. Posteriormente, os pré-impregnados foram descongelados e utilizados para fabricar os laminados utilizando a técnica de moldagem por compressão a quente. Os resultados da análise da morfologia das fibras indicaram que ambos tratamentos alcalinos promoveram sua desfibrilação, podendo melhorar a interação com a matriz, bem como a remoção de grande parte da lignina e hemicelulose das fibras, confirmado por FTIR. Um método isoconversional usando a equação de Arrhenius foi desenvolvido e aplicado para analisar a cinética de cura dos pré-impregnados. A Tg do compósito curauá NaOH/epóxi foi a maior registrada entre todos os materiais. Os compósitos apresentaram grau de cura entre 90,09 e 98,27%. O compósito de curauá KOH/epóxi apresentou maior estabilidade térmica entre os materiais (269,1 °C). Na análise de DMA, os pré-impregnados e laminados com as fibras tratadas exibiram os maiores módulos de armazenamento na região vítrea. O estudo das propriedades mecânicas em tração e flexão apontou que os laminados de fibras tratadas apresentaram respostas superiores aquelas do compósito com fibras in natura e da resina epóxi pura. Na resistência ao impacto Izod foi observado um aumento acentuado na resistência dos compósitos em relação à matriz devido à adição de fibras.